Allgemein akzeptierter RMS-Fehler (Root Mean Square) zum Korrigieren von topografischen Karten

Dies ist eine allgemeine Untersuchung zur gängigen Praxis / Norm zur Bestimmung der zulässigen RMS-Werte bei der Georeferenzierung von topografischen Karten. Gibt es einen absoluten Wert?

Einige Literaturstellen schlagen vor, dass es "weniger als oder gleich 1/2 der Seite einer Zelle sein sollte, die die Gesamtauflösung des Bildes ausmacht".

Nein, es gibt keinen absoluten Wert für RMS , da dies von der Qualität der georeferenzierten Karte, der Qualität der Zielkarte (Basiskarte) und dem Zweck der Georeferenzierung abhängt. Insbesondere sind alle Hinweise, die RMS mit der Zellengröße in Verbindung bringen, falsch, da die Zellengröße die Genauigkeit der digitalen Darstellung eines Bildes widerspiegelt, wohingegen der RMS-Fehler die durchschnittliche Genauigkeit widerspiegelt (vorausgesetzt, die Grundkarte ist vollkommen genau). Obwohl die Unterscheidung von Präzision und Genauigkeit wie eine ziellose Pedanterie erscheint, ist ihre Verwechslung ein grundlegender Fehler mit praktischen Konsequenzen.

All dies ist ziemlich vage, also schauen wir uns ein konkretes Beispiel an. Kürzlich habe ich eine Reihe von Screenshots von Karten erhalten, die Bodenprobenorte zeigen. Um Koordinaten zu erhalten, wollte ich diese Screenshots auf eine Orthophoto-Basiskarte georeferenzieren und die Punkte dann mit Heads-up-Digitalisierung digitalisieren. Unter den Überlegungen waren:

1. Die Orthophoto-Basiskarte hat eine Größe von 0,3 m.
2. Die Screenshots haben eine Größe von ca. 2 m.
3. Die Bodenprobenorte wurden nicht vermessen; Sie befanden sich "mit dem Auge" auf der Karte, als sich der Probenehmer auf dem Feld befand. Der Kunde schätzte die Genauigkeit auf etwa 3 m, 10 m sind jedoch wahrscheinlicher.
4. Die Screenshots haben nur wenige scharfe Details: Es handelt sich in erster Linie um Konturlinien mit gelegentlichen Fencelines (die im Orthofoto nicht deutlich sichtbar sind). Das Einrichten vieler guter Verbindungen wäre daher zeitaufwändig und fehleranfällig.
5. In den Screenshots wurde wahrscheinlich eine lokale Verzerrung festgestellt, was bedeutet, dass eine hohe Genauigkeit (niedriger RMS) nur mit komplexen Transformationen erzielt werden kann.
6. Es war wichtig, die Standorte der Bodenproben zu digitalisieren, damit die relativen Abstände für nahegelegene Punkte ziemlich genau waren, aber absolute Genauigkeit war nicht erforderlich, da ein Ergebnis der Studie darin bestehen wird, viel mehr Bodenproben zu erhalten, die diese vorläufige Untersuchung verfeinern und präzisieren.

Um einen Effektivwert von der Hälfte der größeren Zellengröße zu erhalten, wäre eine Polynomtransformation höherer Ordnung oder ein Verziehen über ein Punktegitter erforderlich, wobei ein Netzwerk von etwa 50 bis 100 guten Verknüpfungen zwischen den Bildern aufgebaut werden müsste: meistens eine bis mehrere Stunden sorgfältiger Arbeit wahrscheinlich angesichts der Schwierigkeit, auch nur sichtbare Links zu finden. Um einen Effektivwert von der Hälfte der kleineren Zellgröße zu erhalten, wäre ein um eine Größenordnung größerer Aufwand erforderlich: Arbeitstage. Für die Zwecke der Studie wäre jedoch ein Effektivwert von 5 m mehr als ausreichend. Dies wurde mit 7 Links und einer affinen Transformation in nur wenigen Minuten erreicht. Beachten Sie, dass dieser Effektivwert um ein Vielfaches größer ist als die größere der beiden Zellgrößen in den Bildern.

Dieses Beispiel zeigt, wie kostspielig es sein kann, falsche Faustregeln blind zu befolgen . Achten Sie zuerst auf Ihre Datenqualitätsziele. alles andere folgt daraus.

Das nächste Buch, das ich zur Hand haben muss: Geografische Informationssysteme in der Archäologie, sagt, dass es "vom Maßstab der Karten und dem Zweck abhängt, für den sie verwendet werden", empfiehlt aber, einen Fehler von weniger als 1: 3000 anzustreben, wenn die Die ursprüngliche Karte war 1: 15000, dann wäre ein RMSE von 5 m oder weniger akzeptabel. Sicherlich wäre alles weniger als 1/2 Pixel weitgehend überflüssig, aber es wäre schön, wenn man es hätte.

Wenn Sie mehr als eine Karte kombinieren, ist der endgültige RMSE die Quadratwurzel der Summe der einzelnen RMSEs. Wenn sich also eine Karte mit hoher Auflösung nicht verhält, eine Karte mit niedrigerer Auflösung jedoch möglicherweise nicht Es lohnt sich, sich Zeit zu nehmen, um den ersten zu finden, der besser passt.

Ihre Frage hat die Antwort, die ich immer durch gegangen bin.

weniger als oder gleich 1/2 der Seite einer Zelle, die die Gesamtauflösung des Bildes ausmacht

Dies ist eine Faustregel. Im wirklichen Leben musste ich manchmal aus verschiedenen Gründen weniger genau sein:

• Es ist nicht möglich, diese Werte zu erreichen, da die Anzahl der Kacheln korrigiert werden muss.
• Das Projekt erfordert nicht die in diesen Regeln festgelegte Genauigkeit (dh, ihre Verwendung ist für ein strategisches Projekt vorgesehen, und es werden keine Messungen an der Ausgabe vorgenommen.
• Es war unmöglich, dies zu erreichen, da es nicht möglich war, eine ausreichende Anzahl sicherer Kontrollpunkte zu zeichnen.